Gıda Endüstrisi 6.0: Gelişmeler ve Beklentiler

Endüstri dünyası gelişen teknolojiyle sürekli bir değişim içindedir. Son yıllarda Endüstri 4.0, Endüstri 5.0 ve doğması beklenen Endüstri 6.0 arka arkaya gelişerek hızlı bir kavramsal evrime yol açmıştır. Günümüz artık gürültülü dişlilerin olduğu ilk endüstri devriminden yerini yapay zeka, otonom ve kişisel uygulamalara bırakmıştır. Yazının içeriğinde, Endüstri 4.0’dan başlayarak Endüstri 6.0’a geçişe kadar olan süreçte gıda endüstrisindeki gelişmeleri bulabilirsiniz.

Endüstri Devrimleri

Üretim sektörü, 18. yüzyılda (1784–1800) başlayan makineleşmeden (buhar gücü ve fabrikalar) (Endüstri 1.0) son on yılın dijital devrim sürecine kadar genellikle “endüstriyel devrimler” olarak adlandırılmıştır. Endüstri 1.0’ın başlamasıyla ekonomi, tarımsal ekonomiden endüstriyel ekonomiye geçmiştir.

Endüstri 2.0, 19. yüzyıl sonlarında (1870–1900) ortaya çıkarak seri üretim, montaj hatları ve yaygın elektrik kullanımını kullanmıştır. Böylece üretim süreçlerinde devrim yaratan üretkenlik artırmıştır. Nitekim bu dönemde, soğutmalı taşımacılığın ve depolamanın gelişmesiyle gıda saklama ve dağıtımında dönüşüm yaşanmıştır.

20. yüzyılın ortaları sonrasında (1969–2000) bilgisayarlar ve programlanabilir mantık denetleyicileriyle otomasyon ortaya çıkmıştır. Böylece bilgi teknolojisi ve elektroniğin ilerlemesi, verimliliğin ve hassasiyetin daha da artmasına yol açarak Endüstri 3.0‘a geçiş olmuştur. Sonuç olarak tarımda otomasyon ve GPS teknolojisinin kullanımı, ürün verimi ve kaynak yönetimini iyileştirmiştir.

Endüstri 4.0: Dördüncü Sanayi Devrimi

Endüstri 4.0, öncelikle üretim ve diğer endüstrilerde otomasyonu, dijitalleşmeyi ve üretkenliği artırmak amacıyla “Siber Fiziksel Sistemlerini”, “Nesnelerin İnternetini”, “Büyük Veri Analitiğini” ve “Gelişmiş Robotiği” bir araya getirir. 2000–2020 yılları arasını kapsamaktadır. Bu endüstri konseptinin odak noktası akıllı fabrikalar ile makinelerin, ürünlerin ve insanların derin bağlantısıdır. Dahası, akıllı fabrikalarla en üst verimlilikte, düşük maliyette ve artan üretkenlik sağlayan gerçek zamanlı veri alışverişini ve karar almayı amaçlar. Endüstri 4.0’ın dijital, fiziksel ve  biyolojik teknolojilerinin temelinde;

Gıda Endüstrisi 4.0’da, gıda bilimi ve teknolojisindeki dijital, fiziksel ve biyolojik gelişmeleri bir arada kullanır.  Bu teknolojiler tarım ve gıda endüstrisinde; hassas tarımı, akıllı sulama sistemlerini, gelişmiş görselleştirme (AR) ve otomatik gıda işlemeyi mümkün kılar. Böylece veri odaklı içgörüler ve yenilikler aracılığıyla verimlilik önemli ölçüde artmıştır. Dahası, israf azalmış ve sürdürülebilirlik iyileşmiştir.

Maalesef Endüstri 4.0 göz ardı edilemez teknolojik ilerlemelerine rağmen her soruna çözüm sağlayamamıştır. Karlılık ve üretkenliğe odaklı olması, kalifiyeli çalışan eksikliği gibi zorluklar bazı sınırlamaları beraberinde getirmiştir. Ayrıca gelişmiş teknoloji kullanımı ve sürekli bağlantı sağlanmasından dolayı yüksek enerji gereksinimi de sürdürülebilirlikte endişeyi artırmıştır. Bunun yanında nesnelerin interneti ve büyük veri analitiğinin birleşimi de siber saldırı ve yetkisiz veri erişiminde artan riske yol açmıştır. Dahası yenilenmeyen kaynakların kullanımıyla atıkların artması da çevresel bozulmayı artırmıştır.

Endüstri 5.0: İnsan Odaklı ve Sürdürülebilir Endüstri

2020 yılından sonrası Endüstri 5.0’ı kapsamaktadır. Endüstri 4.0’a bir alternatif olarak değil onun temelleri üzerinden oluşarak insan katılımına daha fazla vurgu yapmaktadır. Bu endüstrinin odağı; teknolojiyi, insan yaratıcılığıyla bütünleştirerek insan-makine etkileşimini geliştirmek ve insan yeteneklerini artırmada kullanmaktır. Ayrıca çevresel ve sosyal refaha öncelik vererek daha sürdürülebilir ve dayanıklı üretim süreçlerini teşvik etmektir. Dahası teknolojinin etik kullanımını teşvik ederken çevresel etkiyi azaltmaktır. Böylelikle bu endüstri bir devrimin değil, evrimsel bir sürecin sonucu olarak tanınır. Temel teknolojileri arasında;

• Her Şeyin İnterneti (IoE) (insanlar, süreçler, veriler ve nesneler),
• Yapay zeka,
• Minyatür, nano ve hiper akllı sensörler,
• 4 ve 5 Boyutlu baskı,
• İşbirlikçi robotlar (cobots),
• Uç bilişim,
• Gelişmiş veri analitiği,
• Metaverse,
• Sanal, karma ve genişletilmiş gerçeklik,
• Beşinci ve Altıncı nesil kablosuz (5G ve 6G) ve ötesi,
• Düzenlenebilir blok zinciri,
• Gelişmiş siber-fiziksel sistemler,
• Dijital ikizler yer alır.

Gıda Endüstrisi 5.0

İnsan kaynaklı gıdaların bozulmasını önlemeye, gıda israfında azalmaya ve gıda güvenliğini sağlamaya yardımcı olabilir. Özellikle makarna üretim süreci tasarımına uygulanan yeniden mühendislik (reengineering) yaklaşımı üretimi ve kaliteyi artırır, hammadde israfını, makine bakım maliyetini ve üretim hatası riskini azaltır. Akıllı sensörler hammaddelerin bileşimi ve kalitesi hakkında ayrıntılı bilgi verir. Dahası meyvelerin olgunluğunu ve şeker içeriklerini değerlendirerek optimum hasat zamanlarını ve işleme şartlarını kolaylaştır. Gelişmiş lojistik performansı, gıda izlenebilirliği ve kalite yönetiminde fayda sağlar. Paydaşların aksaklıklara hızlı ve etkili şekilde yanıt vermesini sağlar.

Fırın endüstrisinde simitleri tepsiye dizme ve bir arabaya yerleştirme gibi görevlerde robotlar ve insanlar birlikte çalışır. Fabrika ortamlarında insanlara motorların bakımı için adım adım talimatlar vermede AR gözlüklerin kullanımı mevcuttur. Süt tesisinde atık olan değerli peynir altı suyundan proteinlerin eldesi sürdürülebilirliği sağlar. Biyorafinenin kullanımında alg büyüme ve hasat sistemlerini otomatikleştirme işletme maliyetlerini ve enerji tüketimini azaltır. Kişisel diyet planları da bu teknolojiyle öne çıkan bir diğer uygulamadır.

Gıda Endüstrisi 5.0’ı uygulamadaki zorluklara bakarsak; stratejik yol haritası, hükümet ve yönetim desteği ve tarım-gıda endüstrisindeki teknolojik beceri eksiklikleri yer alır. Örneğin, yapay zeka entegre edildiği blok zinciriyle gıda kalite kontrolünü destekler. Dahası gıda güvenliği endişelerini giderir. Ancak blok zinciri uygulaması, hükümet düzenlemelerinde yetersiz kalmaktadır. Ayrıca yapay zekanın uygulanması, tarım-gıda endüstrisinde nadir rastlanan yetenek seviyeleri gerektirir.

Endüstri 6.0: Yeni Endüstriyel Paradigma

Endüstri 6.0 varsayımsal/teorik bir sanayi devrimini temsil eden gelişmekte olan bir fütüristik bir kavramdır. Henüz tek ve açıklayıcı bir tanımı da yoktur. Endüstri 6.0’ın, Endüstri 4.0’ın dijital altyapısı ile Endüstri 5.0’ın ise insan merkezli gelişmeleri üzerine yapılandırılarak yenilikçi gelişmeleri içermesi beklenmektedir. Ayrıca, endüstri 5.0’ın kapsamını önemli ölçüde aşan tamamen otonom akıllı, insan-makine bilişsel birlikteliği ve sürdürülebilir endüstriyel sistemlerden oluşan daha geniş vizyona sahiptir. Bu endüstrinin temel unsurları arasında;

• Beyin-bilgisayar arayüzleri,
• Yapay zeka ve biyoteknoloji destekli hiper kişiselleştirme,
• Dijital ikizler,
• İnsanlaşmış Robot,
• Nesnelerin interneti (IoT),
• Sürdürülebilirlik,
• Siber-fiziksel sistemler,
• Kuantum hesaplama,
• Duygusal yapay zeka,
• Nöroteknoloji,
• Sosyo-bilişsel akıllı ortam,
• Blok zincir yer alır.

Son araştırmalar, Endüstri 5.0 uygulamasının halen erken aşamalarda olduğunu göstermektedir. Böylelikle Endüstri 6.0’ın ise 21. yüzyılın ortalarında (2050 ile 2070 yılları arasında) gerçekleşmesi öngörülmektedir.

Literatür araştırmalarına göre Gıda Endüstrisi 6.0 ile ilgili bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Henüz gıda sektöründe Endüstri 5.0’ın gelişmekte olduğu görülmektedir. Endüstri 6.0’ın ortaya çıkmasıyla gıda izlenilebilirliğinin, güvenliğinin, verimliliğinin ve sürdürülebilirliğinin artması ve şeffaflaşması, kişiye özel diyetin ve tüketimin dijitalleşmesi ve yaygınlaşması beklenir. Örnek olarak 2040 yılına doğru yaygınlaşması beklenen kişinin fiziksel ve çevresel ihtiyaçlarına yönelik yapay zeka destekli tamamen kişiselleştirilmiş megan diyet terimi verilebilir.

Sonuç

Endüstri 4.0 ağırlıklı olarak teknoloji merkezli ve karlılık odaklıdır. Ancak Endüstri 5.0 sürdürülebilir uygulamaları ve etik hususları vurgulayarak insanlar ve gelişmiş teknolojilerin dengeli bir şekilde olmasını amaçlar. Gıda Endüstrisi 5.0, tamamen yeni kavramlar ortaya koymak yerine, gelişmiş dijitalleşme ve artan otomasyon gibi mevcut prensipler üzerine kuruludur. Böylelikle daha gelişmiş ve verimli gıda üretim ve işleme sistemleri oluşturmayı hedefler. Endüstri 6.0 ise en az insan müdahalesi gerektiren, tamamen kendi kendine yeterli, otonom, kişisel ve sürdürülebilr bir dönemin habercisidir. Bu endüstrinin vizyonu çeşitli akademik ve endüstriyel alanlarda öne çıkan araştırma konuları olsa da gıda sektörü henüz benimsemeye başlamamıştır.

Meraklısına;

Gıda Teknolojisinin Güncel Cihazları ve Uygulamaları-1

Yapay Zeka ile Beslenme ve Psikoloji – Prof. Dr. Murat Terzi ile Röportaj

Kaynaklar

• Chourasia, S., Tyagi, A., Pandey, S. M., Walia, R. S., & Murtaza, Q. (2022). Sustainability of Industry 6.0 in global perspective: Benefits and challenges. Mapan, 37(2), 443.
• Das, S., & Pan, T. (2022). A strategic outline of Industry 6.0: Exploring the Future. Available at SSRN 4104696.
• Hassoun, A., Jagtap, S., Trollman, H., Garcia‐Garcia, G., Duong, L. N., Saxena, P., … & Aït‐Kaddour, A. (2024). From Food Industry 4.0 to Food Industry 5.0: Identifying technological enablers and potential future applications in the food sector. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23(6), e370040.
• Madsen, D. Ø., Slåtten, K., & Berg, T. (2025). From Industry 4.0 to Industry 6.0: Tracing the evolution of industrial paradigms through the lens of management fashion theory. Systems, 13(5), 387.